交流电机调速系统中变频器解析
摘要：异步电机的变压变频调速系统一般
简称为变频调速系统为了实现异步电动机
的变压变频调速，必须具备能够同时控制
电压幅值和频率的交流电源，而电网提供
的是恒压恒频的电源，因此应该配置变压
变 频 器 ， 又 称
VVVF （ Variable Voltage
Variable Frequency）装置。最早的 VVVF 装
置是旋转变频机组，即由直流电动机拖动
交流同步发电机构成的机组，调节直流电
动机的转速就能控制交流发电机输出的电
压和频率。自从电力电子器件获得广泛应用
以后，旋转变频机组便逐渐被淘汰，并形
成了一系列通用型的静止式变压变频装置。
关键字：变频，调速，电力电子，ＶＶＶ
Ｆ
前言：
的基本原
理是根据
转速与工作电源
输 入 频 率 成 正 比 的 关 系 ：
n
=60 f （ 1-s ） ／ p ， （ 式 中
n、f、s、p 分别表示转速、输入频
率、电机转差率、电机磁极对
数）；通过改变电动机工作电源频率达到
改变电机转速的目的。以控制频率为目的的
变频器，是做为电机调速设备的优选设备 。
n = 60f/p。在磁极对数一定的情况下改变频
率就可以改变交流电机的转速。所以本文主
要分析三种类型的变频器。
电力电子变压变频器的主要类型：
(1)交-直-交和交-交变压变频器
(2)电压源型和电流源型逆变器
(3)180º 导通型和 120º 导通型逆变器
1. 交-直-交和交-交变压变频器
从整体结构上看，静止式的电力电子变压
变频器可分为交
-直-交和交-交两大类。
1.1. 交-直-交变压变频器
交
-直-交变压变频器先将工频交流电源通过
整流器变换成直流
(可控电压或恒压)，再
通过逆变器变换成可控的交流
(只控制频率
或同时控制频率和电压
)，如图 1-1 所示。
图
1-1 交-直-交（间接）变压变频器
由于这类变压变频器在恒频交流电源和变
“
”
频交流输出之间有一个 中间直流环节 ，
所以又称间接式的变压变频器。
具体的整流和逆变电路种类很多，当前应
用最广的是由二极管组成不控整流器和由
全控型功率开关器件
(P-MOSFET，IGBT
等
)组成的脉宽调制(PWM)逆变器，简称
PWM 变压变频器，如图 1-2 所示。
图 1-2 交-直-交 PWM 变压变频器
PWM 变压变频器的应用之所以如此广泛，
是由于它具有如下的一系列优点：
1)在主电路整流和逆变两个变流单元中，
只有逆变单元是可控的，采用全控型的功
率
开关器件，通过驱动电压脉冲进行控制，
可同时调节变频器的输出电压和频率，结
构简单，效率高。
2)输出电压波形虽然是一系列的脉冲波，
但由于采用了恰当的
PWM 控制技术，正
弦基波的比重较大，影响电动机运行的低
次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小 ，